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科氏力流量计在液氨站小流量计量中的应用

2021-08-13

本文中大家提到的蒸发器液氨入口母管流量计是计量进入液氨蒸发器的液氨体积流量,方式是涡街流量计,从以上数据得出所以我厂脱硝氨区设计zui大消耗液氨2335L/h即约为2.34m?/h,因此液氨母管流量计选型为涡街流量计,口

径为DN32,量程为3m?/h,从而看出我厂原液氨母管流量计选型按设计要求是合理的。但在实际应用中我厂目前投产五台机组,而且并不是满负荷运行,经常有1~2台机组处于检修状态,所以造成我厂氨区液氨母管流量经常处于0.4~

0.8m?/h的区间,由于涡街流量计的原理及特点,基本测不到流量,所以不能及时准确地计算出液氨消耗量等参数。

大家先来复习一下涡街流量计的原理:涡街流量计也称之为旋涡流量计或卡门涡街流量计。在管道内横向地设置圆柱状阻流元件,流体因附面层的分离作用,产生自激振荡在下游形成两排交替的旋涡列。T.冯?卡门在理论上证明:交

替排列的旋涡流的间隔h与旋涡的间隔τ之间的比值0<x/y<时,旋涡流才是稳定的。卡门旋涡因此得名。旋涡的频率f只决定于流速v和圆柱直径d之比而不受温度、密度和粘度的影响,它们之间的关系可用斯特劳哈尔数fd/v来描述,约为0.2。通过测量旋涡频率就可推算出流体速度旋涡频率的测量方法有直接测量流体振动和测量检测体在旋涡推动下的振动两类。卡门流量计适用于大口径管和大流量的测量,在工业生产中广泛应用。

涡街流量计在我厂氨区应用中存在的缺点为涡街流量计的可测范围,因为涡街流量计外界振动将会影响到探头检测的特点,所以其流量下限不能太低,否则很容易受外部振动的干扰。虽然我厂原液氨母管流量计选型按设计要求是合理的,但在实际应用中大家既要照顾到满负荷运行,又要兼顾到目前实际工况运行,小流量时流速和管径难以满足涡街的要求,需要重新选型液氨母管流量计。在小流量测量中,有以下几种形式:差压式、浮子式、容积式。

(1)差压式流量计由标准节流装置和差压式组成的差压式流量计,在小流量测量中受到三方面的限制第一个限值是雷诺数下限的限制。节流装置种类不同,其雷诺数下限也不同,就一般而言,雷诺数≥104是可以使用的界限。与此雷诺数下限相对应的平均流速和流量即为小流量的测量下限。雷诺数太小,流出系数会随雷诺数的变化而产生显著的变化,以致不确定度增大。

第二个限制是管径的大小。标准节流装置适用于50mm和50mm以上管径。管径太小时,节流装置直径相应变小按标准中规定的形状进行相似加工发生困难。第三个限制是差压太小。此差压同流速的平方成正比当流速低到一定数值,差压就变得很小,以致无法分辨。因此,我厂管径、流速都不能达到要求,无法采用差压式流量计。

(2)浮子流量计浮子流量计主要由浮子和锥形管组成。玻璃管浮子流量计中的锥管为玻璃管;金属管浮子流量计的锥形管用金属制成,流体温度可达180℃,流体压力达13MPa。小口径浮子流量计的流量测量范围已经可以做得很小,流程在线分析仪器和实验室分析仪器等普遍使用的微型玻璃浮子流量计,其测量范围可更小。浮子流量计属中低精确度仪表,因此,一般只适用于流量监视,而不用于核算计量。也不适用于我厂液氨母管流量计量。

(3)容积式流量计容积式小口径流量计有比较高的准确度,测量下限也可做得很小,容积式流量计保证精确度的流量下限还与流体的黏度有关,黏度小的流体,从机构的缝隙中泄漏的量相应大一些,因此保证精确度的下限流量只能定得高一些,反之,则可定得低一些。

我厂液氨母管流量计量的介质是液氨,黏度小,有腐蚀性,液体中含有悬浮颗粒,所以不适宜使用容积式流量计。目前来看,液氨小流量流量计选型进入了死区。经过和专业技术人员及各流量厂家人员多次交流,科氏力质量流量计进入了我的视野。实际上这种流量计大家在一些特殊工艺流程中一直在使用,就是脱硫吸取塔的密度计,也就是科氏力质量流量计。

科里奥利质量流量计( Coriolis Mass Flowmeter)简称科氏力流量计,是利用流体在振动管中流动时,将产生与质量流量成正比的科里奥利力的原理测量的。由于它实现了真正意义上的高精度的直接流量测量,具有抗磨损、抗腐蚀、可测量多种介质及多个参数等诸多优点,现已在石油化工、制药、食品及其他工业过程中广泛应用。与传统的流量测量方式相比,该流量计具体优点有如下几个方面:1、直接测量管道内流体的质量流量测量准确度高、重复性好,可在较大量程比范围内,对流体质量流量实现高准确度直接测量。2、计量的准确度高该流量计的质量流量测量准确度是0.2级;同时,它还能准确地测出流体介质的温度和密度。3、工作稳定可靠流量计管道内部无障碍物和活动部件,因而可靠性高、寿命长、维修量小;使用方便、安全。4、适应的流体介质面宽除一般粘度的均匀流体外,还可测量高粘度、非牛顿型流体;不仅可以测量单一溶液的流体参数,还可以测量混合较均匀的多相流;无论介质是层流还是紊流,都不影响其测量准确度。5、防腐性能好能适用各种常见的腐蚀性流体介质。

通过对科氏力质量流量计的了解,我认为科氏力流量计的以上特点能够满足我厂脱硝氨区蒸发器液氨入口母管流量计量工况的需要,利用我厂脱硝氨区备用管路改造的机会安装台科氏力流量计,经过试用和长期使用,对于大动态流量的测量游刃有余,完全满足了大家对脱硝氨区蒸发器液氨入口母管流量计量的需要。


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